„Laboratórium 2 - 7. Mérés ellenőrző kérdései” változatai közötti eltérés
| (19 közbenső módosítás, amit 6 másik szerkesztő végzett, nincs mutatva) | |||
| 1. sor: | 1. sor: | ||
{{Vissza|Laboratórium 2}} | {{Vissza|Laboratórium 2}} | ||
{{Vissza|Laboratórium 2 - 7. Mérés: A/D D/A átalakítók vizsgálata}} | {{Vissza|Laboratórium 2 - 7. Mérés: A/D D/A átalakítók vizsgálata}} | ||
<div class="noautonum">__TOC__</div> | <div class="noautonum">__TOC__</div> | ||
== 1. Mit jelent az analóg/digitális átalakítás? Milyen bemeneti/kimeneti jelei vannak egy A/D átalakítónak? == | == 1. Mit jelent az analóg/digitális átalakítás? Milyen bemeneti/kimeneti jelei vannak egy A/D átalakítónak? == | ||
| 32. sor: | 30. sor: | ||
== 3. Magyarázza el a szukcesszív-approximációs A/D átalakítás működési elvét [1,2]!== | == 3. Magyarázza el a szukcesszív-approximációs A/D átalakítás működési elvét [1,2]!== | ||
[[File: | [[File:meres3_implicitatalakito.JPG|350px]] | ||
[[File:meres3_szukcapprtal.JPG|350px]] | |||
A szukcesszív-approximációs módszer a sorozatos közelítésen alapul. | A szukcesszív-approximációs módszer a sorozatos közelítésen alapul. | ||
a komparátor összehasonlítja a | Az átalakítás kezdetén a számláló regisztere nullázódik, majd az MSB bitet 1-be billenti a vezérlő, a komparátor pedig összehasonlítja az A/D bemenő jelét a D/A kimenetével. Ha nagyobb a bemenet, akkor ez a bit biztosan 1-es, ha kisebb, akkor biztosan 0. Az LSB bitek felé haladva iteráljuk az eljárást, így n órajelnek megfelelő idő után megkapjuk a végeredményt. Egyensúlyi állapotban a digitális kimeneten megjelenő számérték az analóg bemeneti jelnek felel meg. | ||
Egyensúlyi állapotban a digitális kimeneten megjelenő számérték az analóg bemeneti jelnek felel | |||
meg | |||
== 4. Magyarázza el a létrahálózatos D/A átalakítás működési elvét [1,2]!== | == 4. Magyarázza el a létrahálózatos D/A átalakítás működési elvét [1,2]!== | ||
| 56. sor: | 50. sor: | ||
Aki tudja erre a kérdésre a választ, az NE tartsa magában! ;) | Aki tudja erre a kérdésre a választ, az NE tartsa magában! ;) | ||
[[File:Labor2_mérés7_elrendezés.png|300px]] | |||
Ez csak leírva van a segédletben, de nem így hanem neked kell összeollózni valahogy. | |||
A függvénygenerátor rá van dugva az ADC-re, a panel pedig össze van kötve a PC-vel soros porton. Az ADC bemenete rá van kötve az oszcilloszkópra. | |||
== 6. Mit jelent a koherens mintavételezés? Hogyan biztosítjuk a periódusonként eltérő fázist? == | == 6. Mit jelent a koherens mintavételezés? Hogyan biztosítjuk a periódusonként eltérő fázist? == | ||
| 106. sor: | 106. sor: | ||
Ha az átalakító bemenetére adott digitális kódot a legkisebb és legnagyobb érték (tipikusan 0 | Ha az átalakító bemenetére adott digitális kódot a legkisebb és legnagyobb érték (tipikusan 0 | ||
és 2 | és 2<sup>N</sup>-1) között változtatjuk, és a kimeneti feszültséget pontról pontra megmérjük, akkor | ||
megkapjuk az átalakító statikus karakterisztikáját. A karakterisztikára ideális esetben egy egyenes | megkapjuk az átalakító statikus karakterisztikáját. A karakterisztikára ideális esetben egy egyenes | ||
illeszthető. | illeszthető. | ||
| 118. sor: | 118. sor: | ||
Ha le akarjuk írni a D/A-átalakító transzfer karakterisztikánk a problémánk az, hogy | Ha le akarjuk írni a D/A-átalakító transzfer karakterisztikánk a problémánk az, hogy | ||
összesen 2^N+2 ismeretlent kell meghatároznunk, a nemlinearitási hibák miatt. Ehhez első | összesen <math>2^N+2</math> ismeretlent kell meghatároznunk, a nemlinearitási hibák miatt. | ||
lépésként egy ideális egyenest kell becsléssel meghatároznunk, erre létezik két módszer: | |||
*A végpontokra illesztett egyenes a legegyszerűbb megoldás a fenti problémára. A nemlinearitási hibát a karakterisztika két pontjában nullának definiáljuk: ez a két pont a karakterisztika két szélső értéke, tehát a 0 digitális kódhoz, illetve a végértékhez tartozó szint. Így a modellben máris csak 2^N ismeretlen maradt, így a lineáris egyenletrendszer megoldásával a keresett paraméterek egyszerűen meghatározhatóak. | Ehhez első lépésként egy ideális egyenest kell becsléssel meghatároznunk, erre létezik két módszer: | ||
*A végpontokra illesztett egyenes a legegyszerűbb megoldás a fenti problémára. A nemlinearitási hibát a karakterisztika két pontjában nullának definiáljuk: ez a két pont a karakterisztika két szélső értéke, tehát a 0 digitális kódhoz, illetve a végértékhez tartozó szint. Így a modellben máris csak <math>2^N</math> ismeretlen maradt, így a lineáris egyenletrendszer megoldásával a keresett paraméterek egyszerűen meghatározhatóak. | |||
*A legkisebb négyzetes becslő matematikailag kifinomultabb módszert használ a probléma megoldására. A statikus karakterisztika pontjaira egy egyenest illeszt úgy, hogy az illesztett egyenes és a pontsereg közti négyzetes távolság a lehető legkisebb legyen | *A legkisebb négyzetes becslő matematikailag kifinomultabb módszert használ a probléma megoldására. A statikus karakterisztika pontjaira egy egyenest illeszt úgy, hogy az illesztett egyenes és a pontsereg közti négyzetes távolság a lehető legkisebb legyen | ||
| 126. sor: | 127. sor: | ||
A kód átváltási szint (code transition level) megadja azt az analóg jelszintet, amikor a | A kód átváltási szint (code transition level) megadja azt az analóg jelszintet, amikor a | ||
digitális kimeneti érték két szomszédos érték között változik. Egy N-bites átalakítónál | digitális kimeneti érték két szomszédos érték között változik. | ||
Egy N-bites átalakítónál <math>2^N-1</math> | |||
számú átváltási szint értelmezhető. | számú átváltási szint értelmezhető. | ||
== 11. Mit jelent az integrális nemlinearitási hiba? == | == 11. Mit jelent az integrális nemlinearitási hiba? == | ||
[[File:Labor2_mérés7_INL_DNL_2018_05_20.PNG|600px]] | |||
Az átalakító karakterisztikája nemlineáris hibákkal is terhelt. A nemlinearitások jellemzése | Az átalakító karakterisztikája nemlineáris hibákkal is terhelt. A nemlinearitások jellemzése | ||
| 139. sor: | 144. sor: | ||
== 12. Mit jelent a differenciális nemlinearitási hiba? == | == 12. Mit jelent a differenciális nemlinearitási hiba? == | ||
Az átalakító karakterisztikája nemlineáris hibákkal is terhelt. A nemlinearitások jellemzése | Az átalakító karakterisztikája nemlineáris hibákkal is terhelt. A nemlinearitások jellemzése | ||
kétféle módon történhet, az integrális és differenciális nemlinearitási hibával illetve diagrammal. A | kétféle módon történhet, az integrális és differenciális nemlinearitási hibával illetve diagrammal. A | ||
differenciális nemlinearitás (DNL) megadja, hogy két szomszédos bemeneti kombinációhoz tartozó | differenciális nemlinearitás (DNL) megadja, hogy két szomszédos bemeneti kombinációhoz tartozó | ||
kimeneti feszültségérték különbsége mennyivel tér el az illesztett egyenes által meghatározott | kimeneti feszültségérték különbsége mennyivel tér el az illesztett egyenes által meghatározott LSB-től. | ||
LSB-ben szokás kifejezni. | LSB-ben szokás kifejezni. | ||
| 158. sor: | 161. sor: | ||
modellezhető zajként (különösen nagy bitszámú átalakításkor). Ilyenkor a kimenő kvantált jelet a | modellezhető zajként (különösen nagy bitszámú átalakításkor). Ilyenkor a kimenő kvantált jelet a | ||
bemenő analóg jel és a kvantálási zaj összegeként modellezzük. | bemenő analóg jel és a kvantálási zaj összegeként modellezzük. | ||
A kvantálási zajról feltételezhetjük, hogy eloszlása egyenletes a -1/2 LSB és a +1/2 LSB tartományon belül, független a bemenő jeltől és spektruma fehér. | |||
Ez alapján a kvantálási zaj szórásnégyzete LSB<sup>2</sup>/12. | |||
[[File:Labor2_mérés7_kvantálás.JPG|500px]] | |||
== 14. Definiálja a D/A átalakító beállási idejét! == | == 14. Definiálja a D/A átalakító beállási idejét! == | ||
| 174. sor: | 183. sor: | ||
a beállási idő alatt: vagy az úgynevezett végérték beállási időt | a beállási idő alatt: vagy az úgynevezett végérték beállási időt | ||
(full-scale settling time), amely a 0 bemeneti értékből a | (full-scale settling time), amely a 0 bemeneti értékből a | ||
2^N-1 értékhez tartozó beállási idő, illetve a középponti | <math>2^N-1</math> értékhez tartozó beállási idő, illetve a középponti | ||
beállási időt (midscale settling time), ami a 0111…1 | beállási időt (midscale settling time), ami a 0111…1 | ||
értékből 1000…0 értékbe (vagy 1000…0 értékből | értékből 1000…0 értékbe (vagy 1000…0 értékből | ||
0111…1 értékbe) váltáshoz szükséges idő. | 0111…1 értékbe) váltáshoz szükséges idő. | ||
== 15. == | == 15. Mekkora egy 0.02 V ofszet hibájú és 2.48 V végértékű, 12 bites D/A átalakító LSB-je?== | ||
<math>U_{off}=0.02 \; V \;\;\;\;\; FS=2.48 \; V \;\;\;\;\; N=12</math> | |||
Az ismert összefüggés: | |||
<math>U_{ki}=LSB \cdot D_{in} + U_{off} \;\;\;\;\;\;\;\; D_{in}=0, 1, 2, ... , (2^N-1)</math> | |||
<math>FS=LSB \cdot \left( 2^N -1 \right) + U_{off}</math> | |||
<math>LSB={FS-U_{off} \over 2^N-1} ={2.48 -0.02 \over 2^{12}-1} \approx 0.6007 \; mV</math> | |||
== 16. Definiálja a glitch fogalmát! Milyen módon tudjuk kimérni ezt a jelenséget? == | |||
A digitális bemenet megváltozása az egyes digitális vonalak és hozzátartozó kapcsolók eltérő késleltetése miatt közbenső digitális állapotoknak megfelelő analóg kimenetek is megjelenhetnek a kimeneten. Például a 0111...1 értékből 1000...0 értékbe váltás során egy rövid időre akár az 1111...1 érték is megjelenhet, ha a legnagyobb helyiértékű bit vált a leggyorsabban. | |||
A váltás minőségének a jellemzésére a glitch energia vagy impulzus terület szolgál. A név elég szerencsétlen. mert nem energia jellegű mennyiségről van szó. A glitch-nek tulajdonítható jelforma változás területe (n)Vs-ben van kifejezve. | |||
A gyors beállási idő nem jelent feltétlenül kis glitch energiát. Értéke elsősorban két módszerrel csökkenthető. Megfelelő D/A struktórával, vagy a D/A kimenetén alkalmazott mintavevő-tartó áramkörrel. | |||
A glitch értéke kódfüggő, ezért nemlineáris torzítást okoz a kimeneti jelben. Az ebből adódó harmonikus torzítás is csökkenthető, ha minimalizáljuk a glitch kódfüggőségét. | |||
[[ | [[Kategória:Villamosmérnök]] | ||